Materias Para Construcao Mecanica

MMAATTEERRIIAAIISS PPAARRAACCOONNSSTTRRUUOO

MMEECCNNIICCAA

CENTRO DE FORMAO PROFISSIONAL ANIELO GRECO

DIVINPOLIS

2004

PPrreessiiddeennttee ddaa FFIIEEMMGGRobson Braga de Andrade

Gestor do SENAI

Petrnio Machado Zica

Diretor Regional do SENAI e

Superintendente de Conhecimento e Tecnologia

Alexandre Magno Leo dos Santos

Gerente de Educao e Tecnologia

Edmar Fernando de Alcntara

Elaborao

Equipe Tcnica SENAI

Unidade Operacional

CFP - ANG

Sumrio

PRESIDENTE DA FIEMG....................................................................................................................2

APRESENTAO..............................................................................................................................6

1. MATERIAIS PARA CONSTRUO MECNICA..........................................................................7

1.1. INTRODUO. ...........................................................................................................................7

2. PROPRIEDADES DOS MATERIAIS..............................................................................................8

2.1. PROPRIEDADES FSICAS. ..........................................................................................................10

2.2. PROPRIEDADES QUMICAS. .......................................................................................................11

2.3. PROPRIEDADES MECNICAS. ....................................................................................................12

3. SIDERURGIA: CONCEITOS........................................................................................................14

3.1. PRODUTOS SIDERRGICOS. ......................................................................................................15

3.2. AOS E FERROS FUNDIDOS.......................................................................................................15

3.3. FERRO PUDLADO (OU FERRO DE LUPA). .....................................................................................16

3.4. FERRO DE PACOTE. ..................................................................................................................17

3.5. FERRO ESPONJA. .....................................................................................................................17

3.6. FERRO ELETROLTICO...............................................................................................................17

3.7. FERRO LIGA. ............................................................................................................................18

4. PRODUTOS SIDERRGICOS SEMI-ACABADOS.....................................................................18

4.1. VERGALHO EM BARRA CA-25. ................................................................................................18

4.2. VERGALHO EM BARRA CA-50. ................................................................................................19

4.3. BARRA CHATA. .........................................................................................................................19

4.4. BARRA REDONDA. ....................................................................................................................19

4.5. BARRA QUADRADA. ..................................................................................................................20

4.6. PERFIL L DE ABAS IGUAIS. ........................................................................................................20

4.7. PERFIL U. ................................................................................................................................21

4.8. PERFIL I...................................................................................................................................21

4.9. VERGALHES EM ROLOS CA-50. ..............................................................................................21

4.10. VERGALHES EM ROLOS CA-60. ............................................................................................22

4.11. FIO-MQUINA DE AO COMUM E DE AO ESPECIAL, LIGADO OU NO. .........................................22

5. OBTENO DO MINRIO DE FERRO. ......................................................................................22

5.1. PROCESSO SIDERRGICO: DO ALTO FORNO PEA ACABADA.....................................................23

6. PROCESSOS DE FABRICAO. ...............................................................................................25

6.1. FUNDIO. ..............................................................................................................................26

6.2. DESENHO DAS PEAS A SEREM FUNDIDAS. ................................................................................27

6.3. TRINCAS DECORRENTES DE CONTRAO...................................................................................29

6.4. CONCENTRAO DE IMPUREZAS. ..............................................................................................31

6.5. DESPRENDIMENTO DE GASES....................................................................................................31

6.6. CONICIDADE OU NGULO DE SADA DO MODELO. ........................................................................31

6.7. SOBREMETAL...........................................................................................................................32

6.8. RESISTNCIA. ..........................................................................................................................33

6.9. ADEQUADA LOCALIZAO DOS MACHOS.....................................................................................33

6.10. COLOCAO DE CANAIS DE VAZAMENTO..................................................................................34

7. MOLDAGEM EM AREIA SECA. ..................................................................................................35

8. MOLDAGEM EM AREIA PRETA.................................................................................................35

9. PROCESSO CO2. ........................................................................................................................35

10. FUNDIO SOB PRESSO......................................................................................................37

11. FUNDIO POR CENTRIFUGAO........................................................................................38

12. FUNDIO DE PRECISO. ......................................................................................................39

13. FORJAMENTO. ..........................................................................................................................41

13.1. PROCESSO DE FORJAMENTO..................................................................................................43

13.2. OUTROS PROCESSOS DE FORJAMENTO. ..................................................................................47

14. MATERIAIS METLICOS FERROSOS.....................................................................................50

14.1. AO: CARACTERSTICAS E CLASSIFICAO. .............................................................................50

14.2. INFLUNCIA DO CARBONO NAS CARACTERSTICAS DO AO. .......................................................51

14.3. CLASSIFICAO DOS AOS. ....................................................................................................51

14.4. AOS ESPECIAIS OU AOS-LIGA. .............................................................................................53

15. FERRO FUNDIDO. .....................................................................................................................56

16. MATERIAIS METLICOS NO FERROSOS............................................................................59

16.1. COBRE. .................................................................................................................................59

16.2. BRONZE. ...............................................................................................................................61

16.3. LATO. .................................................................................................................................63

16.4. NORMALIZAO E PRODUTOS PARA COMERCIALIZAO............................................................63

16.5. METAL ANTI-FRICO. ............................................................................................................65

17. NORMAS UTILIZADAS NA CLASSIFICAO DOS AOS. ...................................................65

17.1. CLASSIFICAO SEGUNDO A NORMA ABNT. ............................................................................66

17.2. CLASSIFICAO SEGUNDO A NORMA AISI. ...............................................................................67

17.3. CLASSIFICAO SEGUNDO A NORMA DIN. ...............................................................................69

17.4. CLASSIFICAO DOS FERROS FUNDIDOS SEGUNDO NORMA DIN 17006. ...................................69

18. TRATAMENTOS TRMICOS. ...................................................................................................71

18.1. INTRODUO. ........................................................................................................................71

18.2. FATORES DE INFLUNCIA NOS TRATAMENTOS TRMICOS. .........................................................72

18.3. AQUECIMENTO. ......................................................................................................................72

18.4. TEMPERATURA DE AQUECIMENTO. ..........................................................................................72

18.5. TEMPO DE PERMANNCIA TEMPERATURA. .............................................................................73

18.6. RESFRIAMENTO. ....................................................................................................................73

18.7. OPERAES DE TRATAMENTO TRMICO. .................................................................................73

18.8. RECOZIMENTO. ......................................................................................................................73

18.9. NORMALIZAO. ....................................................................................................................74

18.10. TMPERA.............................................................................................................................74

18.11. REVENIMENTO. ....................................................................................................................74

18.12. TRATAMENTOS ISOTRMICOS................................................................................................75

18.13. ENDURECIMENTO POR PRECIPITAO. ..................................................................................75

18.14. TRATAMENTOS TERMOQUMICOS...........................................................................................75

18.15. PRTICA DOS TRATAMENTOS TRMICOS. ...............................................................................76

19. O PLSTICO. .............................................................................................................................77

19.1. CLASSIFICAO DOS PLSTICOS. ............................................................................................82

19.2. PROPRIEDADES DOS PLSTICOS. ............................................................................................82

20. BORRACHA. ..............................................................................................................................83

CADERNO DE EXERCCIOS...........................................................................................................85

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................93

Materiais para Construo Mecnica____________________________________________________________

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Curso Tcnico em Mecnica Industrial

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Apresentao

Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade doconhecimento.

Peter Drucker

O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos osperfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo,coleta, disseminao e uso da informao.

O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas, sabe disto, e,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a gide do conceitoda competncia: formar o profissional com responsabilidade no processoprodutivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicosaprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e conscincia danecessidade de educao continuada.

Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento , na sua reatecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao sefaz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia,da conexo de suas escolas rede mundial de informaes internet- toimportante quanto zelar pela produo de material didtico.

Isto porque, nos embates dirios, instrutores e alunos , nas diversas oficinas elaboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiaisdidticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos.

O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didticos, aguar a suacuriosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entreos diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada !

Gerncia de Educao e Tecnologia


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11.. MMaatteerriiaaiiss ppaarraa ccoonnssttrruuoo MMeeccnniiccaa..

11..11.. IInnttrroodduuoo..

Os materiais esto totalmente a nossa volta. Esto engajados em nossacultura e presentes em nossa mais ampla existncia. Eles tm estado tointimamente relacionados com a emergncia e ascenso do homem, queacabaram por dar nome s idades das civilizaes, como a era da Pedra, a era doBronze e a era do Ferro. Ocorrendo naturalmente ou elaborados artificialmentepelo homem, os materiais podem ser considerados parte integrante de nossasvidas a ponto de serem freqentemente classificados segundo sua classe deorigem ou de destino: alimento, espao vital, energia, informao e outrosrecursos fundamentais para a humanidade. Os materiais so, sem sombra dedvida, a substncia de trabalho de nossa sociedade. Desempenham uma funocrucial no somente em nosso desenvolvimento natural, mas tambm no bemestar e na segurana das naes.

Mas o que so materiais? Como os entendemos, manipulamos e usamos?Materiais so uma das partes da matria do universo. De forma mais especfica,so as substncias cujas propriedades as tornam utilizveis na fabricao deestruturas, de mquinas, de dispositivos e de produtos consumveis. Nelas,podemos incluir os metais, os produtos cermicos, os semicondutores, ossupercondutores, os polmeros (plsticos), vidros, fibras, madeira, areia e vriosoutros conjugados. Sua produo e seu processamento, visando obteno deprodutos acabados, absorvem alta porcentagem dos empregos e contribuem emgrande parcela para o produto nacional bruto.

O cuidado obrigatrio com a proteo do corpo humano acabou por incluiros alimentos, as drogas, a biomassa, os fertilizantes e outros elementos na classeuniversal dos materiais, embora ainda existam muitas descobertas a serem feitasa seu respeito. Por razes similares, os combustveis fsseis, a gua e o ar,tambm esto includos no conceito geral de materiais, e so tratados com maisprofundidade em campos especficos de estudo.

Os materiais podem ser visualizados como que fluindo num vasto ciclo deoportunidades, num sistema global de transformaes regenerativas. Materiais noestado bruto so extrados da terra por minerao, perfurao, escavao oucolheita. Ento, so convertidos em produtos de base, como lingotes metlicos,pedra compactada, produtos petroqumicos, madeira serrada, etc. Como materiaisbrutos intermedirios, eles podem ser transformados em materiais de engenharia,como um fio condutor, um perfil estrutural de ao, concreto, componentesplsticos, atingindo assim o produto final que necessitamos. Aps seudesempenho a servio do homem, os mesmos materiais (j em forma de sucata),percorrem o caminho de volta a terra, e se economicamente e tecnicamentevivel, so inseridos novamente no ciclo de processamento para uso posterior.

Um aspecto importante revelado pelo ciclo dos materiais a forte interaodestes com a energia e o meio ambiente, mostrando que seus segmentos deproduo devem ser considerados, sem omisso, no planejamento nacional e no


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custo tecnolgico. Tais consideraes resultam especialmente em crticas diantedo fraco entrosamento entre as reas de energia e a rea de estudo dosmateriais, principalmente no que diz respeito aos novos conceitos de gesto dequalidade e conscincia ambiental que so adotados pelos pasesindustrializados. A importncia deste entrosamento fica clara no seguinteexemplo: o alumnio primrio pode ser produzido a partir de minrio bruto ouatravs de sucata reciclada. A opo por esta ltima possibilidade, implica nogasto de apenas 5% da energia exigida pela primeira, alm da menor influnciasobre a terra, visto que no sero gastos recursos com trabalhos de explorao eprospeco. Portanto, o ciclo dos materiais um sistema que entrelaa recursosnaturais e necessidades particulares.

Tambm no surpresa encontrar no desenvolvimento humano umaengenharia e uma cincia dos materiais tomando seus lugares em meio a outroscampos de investigao e de a ampliao do conhecimento cientfico. umamisso quase que impossvel descobrir novos materiais que conservem a energiae os recursos naturais to escassos ultimamente. Para fabricar produtosreciclados, como o exemplo citado do alumnio, necessrio aplicar um alto nvelde tecnologia e desenvolvimento, a fim de poder competir em custo e qualidadecom os produtos convencionais.

Existem por certo, uma enorme quantidade de cientistas, engenheiros etcnicos que so especialistas em materiais. Um importante registro estatsticoque prova esta tendncia que, a cada seis horas de trabalho nos setoresrelacionados aos materiais de construo mecnica, pelo menos uma hora inteiramente dedicada ao estudo de novos meios de aplicao dos materiais (paraqumicos e fsicos, obviamente, estas horas de dedicao so bem mais amplas).Assim, a cincia dos materiais constitui um esqueleto no qual diversosprofissionais de vrias disciplinas trabalham criativamente para provar osprocessos da natureza, e ao mesmo tempo, avanar seu conhecimento e ampliarnovas fontes de pesquisa.

E voc, como tcnico mecnico, parcela contribuinte deste processo.Como? Selecionando e especificando materiais que possuam caractersticasespecficas tais como: boa resistncia trmica, tenacidade, ductilidade, dureza,etc. Este o objetivo deste curso, proporcionar conhecimentos tcnicos quesirvam de apoio sua carreira profissional.

Saiba desde j que os materiais podem possuir diversas propriedades queesto diretamente relacionadas com sua estrutura interna de composio. Saberselecionar de maneira adequada e racional tais materiais uma constanterenovao do conhecimento!

22.. PPrroopprriieeddaaddeess ddooss mmaatteerriiaaiiss..

Voc j reparou na variedade de materiais usados na indstria moderna?Pense um pouco: para serem estticos, baratos, prticos, leves, resistentes edurveis, os produtos so feitos de substncias que conseguem atender no s


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as exigncias do mercado, mas tambm as exigncias tcnicas de uso e dosprocessos de fabricao. E quais materiais so encontrados na indstria? Istodepende do tipo de produto desejado e da maneira pela qual o material serempregado. Por exemplo, se voc quiser fabricar tecidos, ter que utilizaralgodo, l, seda ou fibras sintticas. Na fabricao de mveis, voc usarmadeira, resinas sintticas, ao, plstico. Para calados, voc ter que usarcouro, borracha ou nylon. Na indstria mecnica de fabricao de peas eequipamentos voc poder usar o ferro, o ao, o alumnio, o cobre ou o bronze.Todos estes materiais esto agrupados em dois blocos distintos:

Materiais metlicos ferrosos e no ferrosos.

Materiais no metlicos naturais e sintticos.

Esta diviso entre metlicos e no metlicos est diretamente ligada constituio destes materiais. Os materiais metlicos apresentam plasticidade,isto , podem ser deformados sem se quebrarem e conduzem bem o calor e aeletricidade. Alis, a condutibilidade tanto trmica quanto eltrica dos metais estestreitamente relacionada mobilidade de eltrons dos tomos de suasestruturas. Como exemplo de materiais no metlicos, podemos citar: metlicosferrosos (ao e ferro fundido), metlicos no ferrosos (alumnio, cobre, zinco,magnsio, chumbo, estanho e titnio); no metlicos naturais (madeira, asbesto,couro e borracha) e no metlicos sintticos (vidro, cermica e polmeros).

Como obviamente impossvel para o tcnico ou engenheiro ter umconhecimento detalhado dos milhares de materiais disponveis, tanto quanto semanter completamente informado de novos desenvolvimentos, ele deve pelomenos dispor de uma base firme sobre os princpios que regem as propriedadesde todos materiais.

O princpio de maior valor para os tcnicos e engenheiros que "aspropriedades de um material originam-se da sua estrutura interna". Asestruturas internas dos materiais envolvem no apenas os tomos, mais tambmo modo como estes se associam com seus vizinhos, em cristais, molculas emicroestruturas. Observando estas estruturas e trabalhando continuamente comdiversas opes de materiais, conseguimos chegar a algumas propriedades taiscomo dureza, fragilidade, resistncia, impermeabilidade, elasticidade, etc. Todasestas caractersticas de cada material so propriedades especficas, diretamenterelacionadas s ligaes qumicas presentes. Para facilitar o entendimento, aspropriedades foram reunidas em grupos de acordo com o efeito que elas podemcausar. Assim, podemos ter: propriedades fsicas e propriedades qumicas.

Observao: cada uma destas propriedades deve ser cuidadosamenteconsiderada na fabricao de qualquer produto. Iremos estudar ambas, com oobjetivo de ajudar o tcnico a compreender como os materiais se comportamdurante seus ciclos de aplicao.


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22..11.. PPrroopprriieeddaaddeess ffssiiccaass..

Este grupo de propriedades determina o comportamento do material emtodas as circunstncias do processo de fabricao e de utilizao. Aspropriedades fsicas aparecem quando o material est sujeito a esforos denatureza mecnica. Isto quer dizer que estas propriedades determinam a maiorou menor capacidade que o material tem para transmitir ou resistir a esforosaplicados. Tais aspectos so necessrios no s durante o processo defabricao, mas tambm durante a utilizao dos materiais. Do ponto de vista daindstria mecnica, tais propriedades so consideradas fundamentais para aescolha de um material.

A resistncia mecnica permite que o material seja capaz de suportar aao de determinados tipos de esforos, como trao ou compresso. Ela estligada s foras internas de atrao existentes entre as molculas que compemo material. A resistncia trao uma propriedade bastante desejvel, porexemplo, nos cabos de ao de um guindaste.

A elasticidade a capacidade que o material deve ter de se deformar,quando submetido a um esforo, e de voltar forma original quando o esforoterminar. Quando falamos em elasticidade, o primeiro material a ser lembrado aborracha, embora alguns tipos de materiais plsticos tambm tenham estapropriedade. A elasticidade, por exemplo, deve estar presente em materiais paraa fabricao de molas de uso geral (aos-mola).

Um material tambm pode ter plasticidade. Isto quer dizer que ao sersubmetido a um esforo, ele capaz de deformar e manter um determinadoaspecto, e quando o esforo desaparecer, ele deve permanecer deformado. Estapropriedade importante para os processos de fabricao que exigemconformao mecnica, como por exemplo, a prensagem para a fabricao departes da carroceira de um veculo. Tambm encontrada quando laminamos ummaterial, quando fabricamos peas feitas de chapas dobradas de ao, ou quandofabricamos tubos. O que pode variar o grau de plasticidade de um material paraoutro, que pode ser medido atravs de uma outra propriedade conhecida comoductilidade.

Ductilidade uma deformao de carter plstico (deformao que nopode ser recuperada, ou seja, permanente), que ocorre at o ponto antes domaterial no suportar determinado esforo e romper-se. Quando laminado,estampado, forjado ou repuxado, os materiais tambm apresentam umapropriedade conhecida como maleabilidade, que nada mais do que aresistncia imposta pelos mesmos a estes processos.

A dureza a resistncia do material penetrao, deformao plsticapermanente e ao desgaste. Em geral, os materiais duros so tambm frgeis. Afragilidade a propriedade mecnica relacionada aos materiais de apresentaremresistncia a choques ou golpes. Um exemplo que pode ilustrar isto o vidro.Devido sua alta dureza, o mesmo no possui boa resistncia a pancadas,partindo-se facilmente.


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As propriedades trmicas tambm podem determinar o comportamentodos materiais quando so submetidos a variaes de temperatura. Isto acontecetanto no processamento do material (fabricao), quanto na sua utilizao. Avariao trmica um dado muito importante, por exemplo, se aplicado no usodas ferramentas de corte, pois em velocidades elevadas ocorre o aumento datemperatura, e logicamente, as mesmas devem possuir superfcies que suportemtais oscilaes. No caso das propriedades trmicas, podemos citar o ponto defuso.

Ponto de fuso o ponto no qual o material passa do estado slido para oestado lquido, tornando-se manipulvel por fundio. O ponto de fuso umapropriedade de grande valor tcnico, muito aplicado em utilizaes que requeremtrabalhos extremos e trabalhos executados em altas temperaturas.

Outra propriedade o ponto de ebulio, que a temperatura na qual omaterial passa do estado lquido para o estado gasoso. O exemplo maisconhecido de ponto de ebulio o da gua, que se transforma em vapor a 100C.

Ainda no aspecto trmico, podemos mencionar a dilatao. Estapropriedade faz com que os materiais, em geral, aumentem de tamanho quandoocorre um aumento de temperatura. Por causa desta propriedade, as grandesestruturas de concreto como prdios, pontes e viadutos so construdos compequenos vos ou folgas entre as lajes, para que elas possam dilatar-se nos diasde muito calor. Em tubulaes industriais, comum encontramos juntassanfonadas (ou juntas de expanso), que permitem que as variaes lineares dosconjuntos no interfiram na estrutura de suporte dos mesmos. O espao existenteentre os trilhos de uma linha frrea tambm um bom exemplo de dilataotrmica. O acrscimo de temperatura que ocorre nas estruturas mencionadaspode ser entendido assim: se voc segurar uma barra de metal atravs de suaextremidade e aquecer por meio de calor a outra, dentro de um certo perodo detempo, a barra se tornar to quente que voc no conseguir mais segur-la.Isto acontece por causa da condutividade trmica, que a capacidade que osmateriais possuem de transportar calor atravs de suas molculas (conduo).

Tambm temos a resistividade, que a propriedade que o material possuiem oferecer resistncia passagem da corrente eltrica. Esta propriedade estpresente nos materiais que so maus condutores de eletricidade. Por este motivo,os bons condutores so isolados com material plstico (mal condutor), permitindoa formao de uma camada protetora.

22..22.. PPrroopprriieeddaaddeess qquummiiccaass..

As propriedades qumicas so aquelas que se manifestam quando omaterial entra em contato com outras substncias ou com o ambiente. Elas soclassificadas de acordo com a presena ou ausncia de resistncia aoscorrosivos, aos cidos ou s solues salinas. O alumnio, por exemplo, ummaterial que em contato com o ambiente tem boa resistncia corroso. O ferro o outro extremo da moeda. Quando em contato com o ar, ele oxida (ou enferruja),no possuindo boa resistncia corroso.


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No papel de tcnicos mecnicos, as propriedades de maior interesse eaplicao so as propriedades mecnicas. Por este motivo, listamos a seguiruma srie de conceitos que sero muito discutidos durante todo curso.

Saiba que possvel expressar matematicamente o comportamento dosmateriais (para efeito quantitativo e principalmente comparativo), e utilizar osdados obtidos na determinao ou escolha dos mesmos. Vejam quais so aspropriedades que podemos determinar.

22..33.. PPrroopprriieeddaaddeess mmeeccnniiccaass..

Deformao relativa (=): um valor que expressa a quantidade dedeformao ocorrida num material devido ao de foras, dividido pelocomprimento do mesmo. No possui uma unidade especfica ( adimensional), epode ser reversvel, desde que no ultrapasse o regime elstico do material.= = ( L) / L, onde: L = comprimento final comprimento inicial.L = comprimento inicial.

Tenso (): a quantidade de energia absorvida pelo material durante oprocesso de deformao. Normalmente ocorre devido ao de uma fora quepode estar atuando ao longo de uma distncia, seja comprimindo ou tracionandoo material. Sua unidade padro o Pascal (N/m), sendo dada pela seguintefrmula: = F / A, onde:F = fora (sua unidade o Newton: N).A = rea (sua unidade o m).

Mdulo de elasticidade (E): refere-se ao comportamento elstico do material.A deformao relativa inicial reversvel (se removermos a fora aplicada a ummaterial, ele comporta-se como uma mola, voltando ao seu tamanho original). Aeste fenmeno linear chamamos de deformao elstica, ou mdulo de Young.Sua unidade padro tambm o Pascal (N/m), e sua expresso matemtica :E = T / =, onde:T = tenso.= = deformao relativa.

Quando um material recebe excesso de tenso que o mesmo podesuportar, ocorre um deslocamento irreversvel na sua estrutura atmica. Segundoo mdulo de Young antes mencionado, ele deveria voltar ao seu tamanho original.Porm, em alguns casos no desejvel que o material retorne ao seu tamanhooriginal. Durante a laminao de uma chapa, por exemplo, necessrio queocorra uma deformao permanente, e que tal deformao seja a mesma emtodas as chapas fabricadas. J em produtos acabados, o material tem que semanter dentro de certos limites elsticos, seno durante o primeiro esforo queestiver sujeito poder vir a romper-se.

Limite de escoamento (LE): a quantidade de tenso necessria para fazercom que um material passe do regime elstico para o regime plstico, ou seja, o


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mesmo perde o comportamento segundo o mdulo de Young, e permanecedeformado. Sua unidade padro o Pascal, e sua frmula matemtica :LE = (carga que inicia a deformao plstica) / Ao, onde:Ao = rea inicial (sua unidade o m).

Limite de ruptura (LRU): a quantidade de tenso necessria para fazer comque um material se rompa. Tambm pode ser definida como a capacidade queum material possui em suportar o aparecimento da deformao plstica.

Limite de resistncia (LRE): a tenso mxima admitida por uma materialdevido a uma quantidade de ciclos e esforos que o mesmo sofreu. Sua unidadepadro o Pascal. O limite de resistncia pode ser expresso assim:LRE = (fora mxima suportada) / Ao, onde:Ao = rea inicial (sua unidade o m).

Reduo de rea ou estrico (R): um valor percentual que expressa aquantidade linear que foi subtrada do dimetro ou seo do material, aps oefeito de uma carga observada na seo fraturada ou de rompimento. Materiaisdcteis apresentam alta estrico (alta reduo de rea). Materiais no dcteispossuem estrico prxima de zero. Sua frmula :R = (Ao - Af) / Ao, onde:Ao = rea inicial.Af = rea final.

Ductilidade: a quantidade de deformao relativa permanente, ou seja,aquela deformao que capaz de ultrapassar o regime elstico do materialantes que ele se rompa ou frature.

Tenacidade: o valor da quantidade de energia absorvida pelo material(energias plsticas mais energias elsticas), que foram somadas durante o tempoque o material esteve tencionado ou tracionado. Na indstria, o termo tenacidadetambm comumente empregado como sendo a resistncia de um material aochoque ou ao impacto.

Normalmente, as propriedades acima citadas so obtidas por meio deensaios destrutivos executados em laboratrio. Como exemplo de um ensaiodestrutivo, podemos citar o ensaio de trao, que consiste em submeter um corpode prova a esforos axiais, aplicando cargas tracionadoras s suas extremidades,at que ocorra a ruptura do mesmo. Durante o tempo que o material permanececarregado, seu comportamento registrado por meio de sensores, que enviamdados mquina de ensaio, obtendo tabelas numricas que sero utilizadascomo referncia nos clculos.

Com estes dados tambm possvel a criao de diagramas ou grficosque representem o comportamento do material. O mais conhecido o diagramaque representa os valores da tenso () pela deformao relativa (=). Veja oaspecto deste grfico a seguir:


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33.. SSiiddeerruurrggiiaa:: ccoonncceeiittooss..

A histria do homem a histria do domnio da tecnologia dos materiais. Aprimeira vez que o homem viu o metal que conhecemos hoje como ferro, foi sob aforma de meteoritos. Da a origem da palavra siderurgia, pois SIDUS significaestrela em latim. De fato, durante milhares de anos, esta evoluo foi bastantelenta, para posteriormente (apenas pouco mais de 200 anos), acelerar-se deforma incrvel. Os grandes avanos, infelizmente, ocorreram principalmente apsas grandes guerras mundiais, onde os materiais podiam ser colocados provaem condies extremas de frio e calor. De todos materiais a disposio daindstria, certamente o ferro fundido e o ao so os mais utilizados. E no somente na indstria mecnica: podem estar presentes na construo civil(edifcios, viadutos, pontes), na indstria eltrica, na fabricao de motores queacionam equipamentos industriais, etc.

O que voc deve lembrar-se sempre que todo progresso conseguido natecnologia de fabricao do ferro fundido e do ao no foi apenas graas suafacilidade de obteno na crosta terrestre, mais tambm devido curiosidade enecessidade do homem em saber mais sobre a estrutura e o comportamentodestes materiais.

O primeiro metal que foi usado como matria-prima, tanto para objetos deadorno como tambm para ferramentas, foi o cobre. Aproximadamente a 7000a.C. o homem j fazia experincias com este metal, num lugar hoje chamado deAnatlia, na antiga Unio Sovitica. Por acaso, os primeiros artesos descobriramque apesar de ser bastante dctil e malevel, o cobre ficava mais duro (ouencroado) medida que era martelado por outra ferramenta. Descobriu-setambm que era fcil sold-lo com ele mesmo e assim produzir ferramentas maiscomplexas. Alm disto, descobriu-se que o cobre ligava-se facilmente a outrosmetais. Tambm quase ao acaso, descobriu-se a primeira liga, que tinha como


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base o cobre, no qual foi acrescentado arsnico. Tal faanha foi feita por umcaador distrado que misturou ambos materiais numa fogueira de seuacampamento. Resultado: apareceu um material mais duro e mais resistente queo cobre puro. O homem percebeu isto e passou a preferir esta liga que o prpriocobre puro. Mais tarde, ele substituiu o arsnico pelo estanho (que apesar de sermais difcil de se obter), era mais seguro para ser trabalhado. Atualmente mistura-se ao cobre o zinco, obtendo-se o lato, material muito utilizado na indstriamecnica.

33..11.. PPrroodduuttooss ssiiddeerrrrggiiccooss..

O ferro existente na natureza geralmente est sob a forma de xidos, nosminrios de ferro, dos quais extrado quase sempre por meio de um forteaquecimento na presena de coque ou carvo de madeira, feito em fornosadequados, nos quais o xido reduzido e o ferro resultante fica ligado aocarbono. Forma-se assim, uma liga de ferro e carbono, que depois de refinada,constitui a matria prima para a fabricao da grande maioria das peas metlicasatualmente empregadas na indstria, graas s suas interestantes propriedadesmecnicas e seu custo relativamente baixo.

Os produtos siderrgicos mais comuns so as ligas de ferro carbono, comteor de carbono compreendido entre 0 e 6,7% (industrialmente entre 0 e 4,5%).Os mais importantes so os aos e os ferros fundidos, havendo ainda outrasclasses de produtos de emprego mais reduzido, que so o ferro pudlado, o ferrode pacote, o ferro esponja e o ferro eletroltico.

33..22.. AAooss ee ffeerrrrooss ffuunnddiiddooss..

Estes produtos so obtidos por via lquida, isto , so elaborados no estadode fuso. So chamados aos, quando contm de 0 a 2% de carbono, e ferrosfundidos, quando o teor deste elemento est entre 2 e 6,7%. Habitualmente,estes dois materiais contm ainda outros elementos, como o mangans, silcio,fsforo e enxofre, em porcentagens quase sempre pequenas e que soconsideradas impurezas normais.

As impurezas encontradas nos aos e ferros fundidos, nem sempre podemser completamente eliminadas (como o fsforo, enxofre e o oxignio). Algumasapresentam uma quantidade to reduzida que sua presena no traz nenhumproblema, inclusive, oferece at vantagens. Certas impurezas so adicionadaspropositalmente (como o mangans, silcio e o alumnio) para atenuar ouneutralizar certos inconvenientes provocados pelo fsforo, enxofre e oxignio.

Os aos convencionais so conhecidos no comrcio com o nome de aosao carbono (comuns ou ligados), sendo designados pelos fabricantes por meiode letras e nmeros, de acordo com o seu teor de carbono. Os aos que possuemelementos especiais (aos liga) e os ferros fundidos so aqueles que contmoutros metais que lhes foram acrescentados intencionalmente com o propsito defornec-los certas propriedades que os produtos comuns no possuem. Estesaos podem ser designados pelo nome do elemento de liga que contm: ao-nquel, ao-mangans, ao-cromo-nquel-molibdnio, etc; ou ento por nmeros,


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seja indicando o teor de alguns destes elementos. Tambm podem ser nomeadosde acordo com um fabricante em especial. Os ferros fundidos especiais tambmso designados pelo nome do elemento de liga que contm (ferro fundido aonquel, ferro fundido ao silcio) ou ento por nomes prprios, como ocorre emcertos aos.

Saiba mais: a porcentagem do elemento especial necessria para que um aoseja considerado como ao liga, varia para cada elemento. Assim, a presena de1% de mangans no suficiente para torn-lo um ao mangans. Porm, 0,2%de vandio ou de molibdnio j o bastante para que ele seja considerado umao liga, ou seja, ao-vandio ou ao-molibdnio. De modo geral, no so tidoscomo aos liga aqueles em que o elemento especial intervm em teores abaixode 0,1%. As porcentagens de mangans, silcio, fsforo e enxofre que sempreaparecem nos produtos comuns so geralmente abaixo dos seguintes teores:mangans (abaixo de 1%), silcio (abaixo de 0,5%), fsforo e enxofre (abaixo de0,1%). Quando um ou mais destes elementos esto presentes em quantidadesmaiores, j no podemos dizer que o ao comum. O ao com porcentagem defsforo ou de enxofre acima de 0,1%, recebe o nome de ao de corte fcil, epossui facilidade a usinagem, tendo sua composio qumica modificaoproposital. Nos ferros fundidos, os teores de silcio e de fsforo podem atingirvalores muito mais altos do que nos aos, sem que por isto sejam consideradosespeciais. Assim, com 2% de silcio ou 1% de fsforo, os ferros fundidoscontinuam sendo considerados na categoria de ferros fundidos comuns.

33..33.. FFeerrrroo ppuuddllaaddoo ((oouu ffeerrrroo ddee lluuppaa))..

um tipo de produto siderrgico que possui baixo teor de carbono (at0,2%), obtido no estado pastoso e constitudo por numerosas partculas deescria, em funo de seu processo particular de fabricao. O processo consistena eliminao do carbono e das impurezas existentes por meio de agitao(pudlagem) do banho de componentes dentro dos fornos, na presena de xidosadicionados e de chama oxidante, que varre a superfcie lquida. A temperaturaatingida nestes fornos suficiente para fundir e manter o material em estado defuso, enquanto o teor de carbono for alto, e medida que este vai sendoeliminado, o banho torna-se cada vez menos fluido, porque ao perder carbono, aliga necessita de mais temperatura para ficar fusvel. A consistncia pastosa queo material apresenta impede que as escrias voltem superfcie, e por isto ficamretidas no interior da massa. As escrias vo aderindo-se haste de agitao,formando ao seu redor uma espcie de bola (lupa) que retirada eposteriormente martelada. A escria assim expulsa, restando poucos resduosque permanecem no metal sob a forma de pequenas partculas, muitas vezesinvisveis a olho nu. A presena destas partculas permite identificar o ferropudlado e distingui-lo micrograficamente do ao de baixo teor de carbono. O ferropudlado teve longa aplicao devido s propriedades interestantes que o mesmopossua, tais como forjabilidade e caldeabilidade, mais foi gradativamente sendosubstitudo pelos aos de baixo teor de carbono, medida que estes iam sendoobtidos em condies mais econmicas. Ainda pode ser encontrado em algumasedificaes antigas e em alguns componentes de mquinas, sendo esta a razopor que feita sua referncia.


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33..44.. FFeerrrroo ddee ppaaccoottee..

Este produto siderrgico obtido por aglutinao, em estado quasepastoso, de fragmentos de ao de baixo teor de carbono e s vezes, de ferropudlado. Os fragmentos so primeiramente reunidos em pacotes (da o nome doproduto), os quais so aquecidos em um forno at aproximadamente 1300 C.Atingida esta temperatura, os pacotes so retirados do forno e passados numlaminador para que todos os elementos do pacote fiquem aglutinados porcaldeamento (processo usado para unir duas peas metlicas a quente,comprimindo as superfcies uma contra a outra, com o auxlio de uma prensa oude martelamento hidrulico, onde as temperaturas devem ser altas mais no aponto de atingir a fuso das partes). Obtm-se assim, grossos tarugos de metalque depois de reaquecidos so laminados novamente at adquirirem o dimetroou o perfil desejado.

33..55.. FFeerrrroo eessppoonnjjaa..

um tipo de ferro resultante da reduo do minrio em temperaturasprximas a 900 C, sem haver fuso. O minrio, que geralmente um xido deferro, submetido ao de gases redutores quentes, que lhe retiram o oxignio,resultando da a transformao de suas partculas em ferro de aspecto esponjoso.Devido a tal estrutura, dotada de grandes espaos que podem ser preenchidosfacilmente por gases, o ferro esponja oxidvel pelo contato atmosfrico,principalmente em temperaturas elevadas. Por isto, seu resfriamento deve serfeito ao abrigo do ar, e logo em seguida aglomerado por compresso, de modo aformar pastilhas ou pequenos briquetes, reduzindo assim a rea de superfcieexposta oxidao. O ferro esponja briquetado, quando isento de impurezas,constitui boa matria prima no preparo de aos especiais.

33..66.. FFeerrrroo eelleettrroollttiiccoo..

um ferro quase quimicamente puro, produzido pelo depsito eletrolticodeste elemento. Para tal fim so utilizadas barras de ferro fundido como nodos,que so dissolvidos num eletrlito de cloreto de ferro, mantendo suasconcentraes constantes. A corrente eltrica vai depositando ferro quase puronos ctodos, geralmente fabricados com tubos de ao, que possuem movimentogiratrio. A espessura do depsito aumenta cerca de 1 mm a cada 10 horas. Otubo de ferro depositado ento retirado do ctodo por presso hidrulica ou pormeio de corte. O produto obtido bastante frgil, em virtude de sua estruturacristalina e devido presena de hidrognio, podendo ser dctil novamente serecozido a temperaturas em torno de 1000 C. O ferro eletroltico pode serproduzido com a pureza de 99,96%, no contendo mais do que 0,006% decarbono, 0,004% de enxofre e 0,005% de silcio. empregado como ncleomagntico, para fins especiais, principalmente na indstria de componenteseletrnicos.


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33..77.. FFeerrrroo lliiggaa..

o nome genrico dado s ligas de ferro com outros metais ou metalides(com exceo do carbono), em teores mais ou menos elevados. Destinam-se aosprocessos de adio que ocorrem na obteno dos produtos siderrgicos. utilizado normalmente para corrigir composies qumicas do ferro e de outrosmetais, conforme desejado. Dentre os ferros ligas podemos citar: ferro-silcio,ferro-mangans, ferro-cromo, ferro-silcio-mangans, ferro-fsforo, ferro-vandio,etc.

44.. PPrroodduuttooss ssiiddeerrrrggiiccooss sseemmii--aaccaabbaaddooss..

As usinas siderrgicas, na sua maioria, so classificadas segundoseu processo produtivo. Assim, podemos ter as usinas integradas e as usinassemi-integradas. As usinas integradas operam trs fases do processo siderrgico:reduo, refino e laminao. As usinas semi-integradas operam apenas duasfases: refino e laminao. Assim, aps percorrerem todas as etapas do processoprodutivo, os produtos siderrgicos esto prontos para serem utilizados pelaindstria. Em alguns casos, sero usados diretamente na forma como saem dasusinas, em outros casos, necessitam ser trabalhados por operaes de corte,solda, dobra, etc. Quando so fornecidos sob a forma final de peas retas, comcomprimentos definidos, dividem-se nas seguintes categorias: vergalhes embarras, barras de ao (aos para construo mecnica), perfis com seesdiversas, chapas, tubos, etc. Quando so fornecidos na forma final de rolos,dividem-se em outras categorias: vergalhes em rolos, fio-mquina de aoscomuns e fio-mquina de aos especiais, ligados ou no.

Iremos abordar os principais produtos siderrgicos semi-acabados queservem de matria-prima para a indstria de um modo geral.

44..11.. VVeerrggaallhhoo eemm bbaarrrraa CCAA--2255..

Seo transversal: circular. Caractersticas: superfcie externa lisa. Bitola: exemplo - 6,3 mm a 40 mm. Comprimento comercial: 12 metros. Norma fabricao/material: NBR- 7480/96. Aplicao: estruturas de concreto armado, edifcios, pontes, barragens, etc.


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44..22.. VVeerrggaallhhoo eemm bbaarrrraa CCAA--5500..

Seo transversal: aproximadamente circular. Caractersticas: 2 salincias longitudinais diametralmente opostas e ao longode todo comprimento. Nervuras transversais na parte superior e inferior. Bitola: exemplo - 6,3 mm a 40 mm. Comprimento comercial: 12 metros. Norma fabricao/material: NBR-7480/96. Aplicao: estruturas de concreto armado, edifcios, pontes, barragens, etc.

44..33.. BBaarrrraa cchhaattaa..

Seo transversal: retangular. Caractersticas: fabricada em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - 1/8" x 3/8", 3/4" x 6", 1" x 4", 1" x 5. Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36. Aplicao: serralherias, fabricao de mquinas, implementos agrcolas erodovirios, ferramentas e utenslios de mecnica em geral.

44..44.. BBaarrrraa rreeddoonnddaa..

Seo transversal: circular. Caractersticas: fabricada em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - 1/4" a 3.1/2". Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36, ASTM-A572 e ASTM-A588. Aplicao: serralherias, fabricao de eixos e ferramentas, forjamento eusinagem de peas, trefilaria.


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44..55.. BBaarrrraa qquuaaddrraaddaa..

Seo transversal: quadrada. Caractersticas: fabricada em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - quadrado de 5/16" a 1.3/4". Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36. Aplicao: serralherias, fabricao de mquinas e implementos agrcolas,trefilaria (fabricao de porcas e parafusos).

44..66.. PPeerrffiill LL ddee aabbaass iigguuaaiiss..

Seo transversal: forma de L, formando ngulo de 90. Caractersticas: fabricado em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - abas de 5/8" at 8". Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36, ASTM-A588. Aplicao: serralherias, estruturas metlicas, pontes rolantes, prticos, torresde transmisso de energia eltrica, indstria mecnica em geral.


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44..77.. PPeerrffiill UU..

Seo transversal: forma de U. Caractersticas: fabricado em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - 1" x 1/2" at 15" x 3.3/8". Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36, ASTM-A588. Aplicao: serralherias, estruturas metlicas, pontes rolantes, prticos, torresde transmisso de energia eltrica, indstria mecnica em geral.

44..88.. PPeerrffiill II..

Seo transversal: forma de I. Caractersticas: fabricado em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo 3 x 2.3/8 at 20 x 7. Comprimento comercial: 6 metros. Norma fabricao/material: ASTM-A36, ASTM-A588. Aplicao: estruturas metlicas, pontes rolantes, torres, galpes, fabricao deveculos rodovirios e equipamentos de transporte (chassis).

44..99.. VVeerrggaallhheess eemm rroollooss CCAA--5500..

Seo transversal: aproximadamente circular. Caractersticas: 2 salincias longitudinais diametralmente opostas e ao longode todo comprimento. Nervuras transversais na parte superior e inferior. Bitola: exemplo - at 12,5 mm. Comprimento comercial: 12 metros. Norma fabricao/material: NBR-7480/96. Aplicao: estruturas de concreto armado, edifcios, pontes, barragens, etc.


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44..1100.. VVeerrggaallhheess eemm rroollooss CCAA--6600..

Seo transversal: aproximadamente circular. Caractersticas: 2 salincias longitudinais diametralmente opostas e ao longode todo comprimento. Nervuras transversais na parte superior e inferior. Bitola: exemplo - 3,4 mm at 9,5 mm. Comprimento comercial: 12 metros. Norma fabricao/material: NBR-7480/96. Aplicao: estruturas de concreto armado, lajes, pavimentao, fbrica deelementos pr-moldados, fabricao de telas soldadas, fabricao de malhasPOP.

44..1111.. FFiioo--mmqquuiinnaa ddee aaoo ccoommuumm ee ddee aaoo eessppeecciiaall,,lliiggaaddoo oouu nnoo..

Seo transversal: circular. Caractersticas: produtos acabados em blocos de laminao que trabalhamem altas velocidades, coletados atravs de sistema formador de espiras eresfriados sob a forma de rolos. Fabricados em ao com baixo teor de carbono. Bitola: exemplo - 5,5 mm at 16,6 mm. Comprimento comercial: sob a forma de rolos. Norma fabricao/material: NBR-7480/96. Aplicao: fabricao de parafusos, porcas, pregos, arames, artefatos paraserralheria, estruturas metlicas, fabricao de telas soldadas, fabricao dearame farpado, varetas para solda.

55.. OObbtteennoo ddoo mmiinnrriioo ddee ffeerrrroo..

Normalmente o minrio de ferro obtido atravs da explorao de jazidas,que so formaes a cu aberto, ou atravs de formaes perfuradas em rochasou escavadas subterraneamente. Na forma pura, o minrio de ferro contm umasrie de elementos (cal, slica, alumina, enxofre, mangans, magnsio, etc.) queso considerados como impurezas, sendo necessrio sua preparao para torn-lo adequado ao uso no alto-forno.

O que feito durante o processo de explorao depende da qualidade dominrio encontrado na jazida. Por exemplo, nas jazidas brasileiras existe umagrande quantidade de minrio sob a forma de p. Isto significa que o minrio deferro (cerca de 55%), encontrado na forma bruta em pedaos que medemmenos que 10 mm. Como o alto-forno necessita de pedaos maiores (entre 10mm e 30 mm), foram criados processos que permitem a utilizao deste tipo deminrio: a sinterizao e a pelotizao.

Com a sinterizao, so obtidos blocos feitos com partculas de minriode ferro, carvo modo, calcrio e gua. Estes produtos so misturados at seobter um aglomerado. Depois, esta mistura colocada sobre uma grelha e levadaa um tipo especial de equipamento que queima o carvo, atingindo temperaturas


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entre 1000 C e 1300 C. Com este equipamento, as partculas de ferro derretemsuperficialmente unindo-se umas s outras, formando um bloco poroso,vulgarmente conhecido como ferro esponja. Enquanto ainda est quente, estebloco quebrado em pedaos menores, denominados snter. Outra maneira debeneficiar o minrio de ferro por meio do processo de pelotizao. Por esteprocesso, o minrio de ferro modo de modo a formar um aspecto bem fino, edepois umedecido para formar um aglomerado. O aglomerado ento colocadoem moinhos rotativos com forma de tambores, e medida que os mesmos giramos aglomerados vo se unindo formando pelotas de maior tamanho. Aps oprocesso, estas pelotas so submetidas secagem e sofrem uma queima, paraocorrer seu endurecimento. Depois do processo de beneficiamento, o minrio vaipara o alto forno, para ser transformado em gusa.

55..11.. PPrroocceessssoo ssiiddeerrrrggiiccoo:: ddoo aallttoo ffoorrnnoo ppeeaa aaccaabbaaddaa..

Alto forno um forno vertical destinado reduo (retirada de oxignio) dominrio de ferro e sua transformao em gusa. O processo ocorre da seguintemaneira:

Etapa 1: o carregamento deposita na parte superior do forno uma cargaconstituda de minrio de ferro a reduzir, de coque ou de carvo vegetal (parafornecer calor e CO necessrios reduo) e de um fundente (calcrio), parafluidificar as impurezas e formar uma escria mais facilmente fusvel. O carvovegetal no possui enxofre, e considerado como combustvel de alta qualidade,porm seu uso acarreta grandes prejuzos ao meio ambiente. J o carvo mineral(coque ou ulha), pode ser extrado de jazidas, e possui teor aproximado de 17%de enxofre. As matrias-primas slidas so trazidas parte superior do alto fornopor meio de carrinhos de um elevador ou transportador de correia. Na partesuperior a carga feita atravs de uma anticmara, que reduz ao mnimo a perdade gases durante a carga.

Etapa 2: esta carga fica disposta em camadas sucessivas, formando uma espciede sanduche. Na parte inferior do forno, logo acima do cadinho, injetado arquente por meio de ventaneiras para alimentar a combusto do carvo e melhoraro rendimento do forno. Nesta etapa, os xidos de ferro sofrem um processoconhecido como reduo (perda de oxignio) e carbonetao (incorporao decarbono ao ferro lquido). Tais reaes qumicas ocorrem devido a um princpioconhecido como contra-corrente. Enquanto o gs redutor resultante da combustosobe, a carga lquida vai descendo, formando zonas distintas dentro do forno. Naprimeira zona ocorre o pr-aquecimento da carga, na segunda ocorre fuso dosmateriais e na terceira ocorre combusto que alimenta as duas primeiras. Areduo, antes mencionada, acontece medida que o minrio, o carvo e osfundentes descem na contra-corrente. Das reaes que ocorrem, resultam osseguintes produtos: o gusa, que goteja dentro do cadinho, indo para o fundo doforno, e a escria, que flutua sobre o gusa e os gases. Os dois primeiros soretirados por meio de orifcios adequados, e os gases, que so ricos em CO,saem pela parte superior e so recolhidos para sua utilizao como combustvel.

Etapa 3: logo depois que os gases saem do alto forno e antes de seremdestinados a qualquer fim, eles passam por uma instalao purificadora que retira


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sua poeira existente. A enorme quantidade de ar a ser aquecido e insuflado, bemcomo o volume de gases combustveis que saem do alto forno, precisam degrandes instalaes para seu processamento. O ar insuflado aquecido emrecuperadores cilndricos verticais, cujo interior constitudo por cmaras decombusto e por cmaras de recuperao, formadas por empilhamento de tijolosrefratrios. Uma parte dos gases do alto forno queimada nestes recuperadores,para aquec-los. Quando um deles est quente, insufla-se em sentido contrrio oar destinado as ventaneiras, aumentando a temperatura. Neste ciclo procede-se oaquecimento de um segundo recuperador, e assim alternadamente, ambos doprosseguimento ao processo. Outra parte dos gases do alto forno utilizada parafornecer energia que pode acionar mquinas de sopro, fornos de ao e outrosequipamentos. O excedente, caso exista, pode ser recolhido em gasmetros.

Etapa 4: consiste no transporte do gusa, que pode ser feito por meio decaminhes dotados de caambas especiais ou por meio de vages tipo torpedo(homogenizadores), destinados aos fornos de refino. Existe tambm o misturador,que uma estrutura intermediria cuja funo estocar e carregar o gusa sempermitir que o mesmo esfrie, mantendo-o em constante movimento.

Etapa 5: uma vez dentro das aciarias, o metal necessita receber um processo derefinamento, que ir transform-lo de ferro para ao. O equipamento responsvelpor este processo chama-se conversor. Nesta etapa o ferro gusa lquido misturado a ligas metlicas especficas, recebendo injeo de oxignio, quefunciona como catalisador na elaborao do ao. Quando necessrio, o aopassa por uma etapa chamada refino secundrio, normalmente realizada no fornopanela, com o objetivo de ajustar sua composio qumica e temperatura ( aquique so adicionados os ferros-ligas).

Recuperador A Alto fornoCompressor

Escria

4

Gusa slido Gusa lquido

4 4

Ar

Ventaneiras

3

Purificador

2

Carga

ALTO FORNO

1

Calcrio

MinrioCoque Gases

+ CO

ChaminRecuperador B

Gs de alto forno

3


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Etapa 6: o ao refinado transportado ao lingotamento contnuo, onde vazadoem um distribuidor que o leva a diversos canais (veios). Em cada veio, o aolquido passa por moldes de resfriamento para solidificar-se na forma de tarugos,que sero cortados em tamanhos convenientes para serem laminados depois. Ostarugos ficam armazenados em ptios e recebem identificao segundo suaprocedncia e composio qumica.

Etapa 7: consiste na preparao para laminao. Os tarugos sero aquecidosnovamente, atravs de um forno de reaquecimento, que eleva sua temperaturanuma faixa entre 1000 e 1200 C. O reaquecimento necessrio para permitirque o processo de laminao ocorra. Ao alcanarem a temperatura desejadadentro do forno, os tarugos vo sendo expulsos, um a um, atravs de umempurrador, e comeam a percorrer um caminho composto pelas seguintesgaiolas (conjuntos de cilindros deformadores):

a) Gaiola de desbaste: proporcionam as primeiras deformaes no tarugo,preparando-o para iniciar os passos nos cilindros intermedirios.b) Gaiola intermediria: executam conformao a nvel mdio dos tarugos,preparando-os para a etapa final do processo.c) Gaiola do acabador: tem a funo de atingir a forma final do produto e suasrespectivas tolerncias dimensionais.

Etapa 8: o produto final pode ser apresentado na forma de chapas, barras ourolos de arame. Quando na forma de barras, saem da gaiola do acabador e soconduzidas diretamente para um leito de resfriamento, para serem cortadas emtamanho comercial e serem devidamente amarradas. Quando na forma de rolos,o bloco recebe o tarugo laminado das gaiolas do intermedirio, produzindo osconhecidos fios-mquina (aos que se apresentam na forma de bobinas, quesero usados na fabricao de arames). As bobinas de fio-mquina devem serdecapadas, isto , sua camada superficial oxidada removida. Elas passam porum processo conhecido como trefilao, que consiste na transformao mecnicafeita a frio do material, reduzindo seu dimetro conforme a especificao docliente. Para aumentar a ductilidade (deformidade) dos fios trefilados, precisoaquec-los novamente (este processo recebe o nome de recozimento e feitocom controle de temperatura). Desta forma, as bobinas esto prontas paraservirem de matria-prima indstria.

66.. PPrroocceessssooss ddee ffaabbrriiccaaoo..

A transformao dos metais e ligas metlicas em peas de uso industrialpode ser realizada por intermdio de inmeros processos, tendo a maioria delescomo ponto de partida um metal lquido ou fundido, que derramado no interiorde uma caixa, cuja cavidade conformada de acordo com a pea que se desejaproduzir. Esta caixa recebe o nome de molde.

A forma da cavidade do molde pode ser tal que corresponda praticamente forma quase definitiva ou definitiva da pea que se deseja fabricar, ou podeapresentar-se com contornos regulares (cilndricos ou prismticos) de modo que apea resultante possa ser posteriormente submetida a um tratamento de


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conformao mecnica, j no estado slido, obtendo-se assim novos formatos depeas.

Estudando os processos de fabricao, voc ir perceber que eles sempreutilizam produtos semi-acabados (chapas, barras, perfis, tubos, arames) comomatria-prima. Assim, existem vrias etapas de fabricao que devem serrealizadas antes que o material se transforme em uma pea. Vamos conhecerquais etapas so estas.

66..11.. FFuunnddiioo..

o processo de fabricao de peas metlicas que consisteessencialmente em encher com metal lquido a cavidade de um molde (negativo)com formato e medidas correspondentes aos da pea a ser fabricada. Por partirdiretamente do metal lquido, este processo de fabricao possui algumasvantagens:

As peas fundidas podem apresentar formas internas e externas bem simplesou bastante complicadas, com formatos impossveis de serem obtidos por outrosprocessos.

possvel produzir peas com poucas gramas de peso (e com espessura deapenas alguns milmetros), at peas pesando muitas toneladas. As peasfundidas s apresentam restries dimensionais devido s limitaes dosequipamentos de cada indstria.

O processo de fundio permite um alto grau de automatizao, portanto, possvel produzir com velocidade e em grande quantidade.

As peas fundidas podem ser produzidas dentro de variados padres deacabamento (mais speros ou mais lisos) e com tolerncias dimensionaisvariadas (entre 0,2 mm e 6 mm aproximadamente), em funo do processoadotado. Por causa disto, h uma grande economia em operaes de usinagem.

A matria-prima utilizada para a produo de peas fundidas basicamente constituda por ligas metlicas ferrosas (ferro e carbono), e por ligasno metlicas (cobre, alumnio, zinco, magnsio). O processo de fabricaodestas peas pode ser resumido nas seguintes operaes:

1- Confeco do modelo: esta etapa consiste em construir um modelo com oformato aproximado da pea a ser fundida. Este modelo vai servir para aconstruo do molde (negativo). Suas dimenses devem prever a contrao dometal quando este se solidificar. Em peas que sero trabalhadas por mquinasferramenta, necessrio que exista um sobremetal (excesso de metal) paraposterior usinagem. Normalmente o modelo feito em madeira, alumnio, ao,resina plstica ou isopor. Os modelos podem ser utilizados para obteno depeas unitrias, sobretudo quando tratamos de peas com volumesconsiderveis, ou ento montados em placas, quando a produo seriada e aspeas possuem menores dimenses. Os modelos em placas facilitam a produo,pois podem ser montados em mquinas de moldar.


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2- Confeco do molde: o molde o gabarito no qual o metal fundido serdespejado, sendo feito de material refratrio composto por areia e aglomerantes.Este material despejado sobre o modelo, devidamente isolado por uma tintaespecial, e posteriormente retirado deixando uma cavidade com seu formato.

3- Confeco dos machos: machos so dispositivos feitos de areia, que tem afinalidade de formar vazios, furos e reentrncias nas peas. Eles possuemextremidades cilndricas, cnicas ou quadradas que se encaixam em marcaesfeitas no molde. Sua montagem feita antes que as partes constituintes do moldebipartido sejam fechadas para receberem o metal lquido.

4- Fuso: a etapa onde o metal muda de estado, indo de slido a lquido, natemperatura e na composio qumica desejada.

5- Vazamento: o preenchimento do molde com metal lquido.

6- Desmoldagem: o processo de eliminao do molde que serviu comogabarito para a formao da pea. Ocorre depois de transcorrido o temponecessrio para a completa solidificao da pea. Pode ser executadomanualmente ou mecanicamente.7- Rebarbao: a retirada dos canais de alimentao, massalotes e rebarbasque se formaram durante a fundio. Normalmente realizado quando a peaencontra-se j na temperatura ambiente.

8- Limpeza: a eliminao das incrustaes de areia em torno da pea. feitapor meio de escovas de ao ou por equipamentos dotados de jatos abrasivos (jatode areia ou jato de granalha).

Esta seqncia de etapas adotada no processo de fundio porgravidade em areia, sendo o mais utilizado. No entanto, existem outros mtodosde fundio, dentre os quais podemos citar: fundio sob presso, fundio porcentrifugao, fundio de preciso, etc.

Geralmente, qualquer que seja o processo adotado, os tcnicos devemfazer algumas consideraes importantes antes de produzir uma pea. Vamosconhecer mais detalhadamente tais consideraes.

66..22.. DDeesseennhhoo ddaass ppeeaass aa sseerreemm ffuunnddiiddaass..

Ao projetarmos uma pea para ser fundida, devem ser levados em conta osfenmenos que ocorrem na solidificao do metal lquido no interior do molde,evitando assim os defeitos oriundos do processo. Os fatores observados pelostcnicos dizem respeito estrutura do metal (estrutura em forma de cristais), queaparece assim que o mesmo comea a se solidificar. As tenses provenientes doresfriamento e a espessura das paredes da pea, quando no devidamenteconsiderados, podem resultar num produto no conforme. preciso dimensionarde maneira proporcional todas sees da pea, de modo a ocorrer uma variaosuave e gradual das espessuras, eliminando-se cantos vivos e mudanas bruscasde direo.


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As figuras seguintes exemplificam como devem ocorrer as mudanas dedireo, de modo a no causarem falhas nas peas fundidas.

Paredes muito finas no so preenchidas totalmente pelo metal lquido, eem certas ligas (como o ferro fundido), o resfriamento rpido proporcionado porparedes finas pode resultar em pontos mais duros. A tabela seguinte apresentaalgumas recomendaes a respeito das sees mnimas para peas fundidas:

Seo mnima, em mm:

Tipo de liga: Fundio emareia

Fundio emmolde metlico

Fundio sobpresso com

grandes reas

Fundio sobpresso com

pequenasreas

Alumnio 3,175 a 4,76 3,175 1,905 1,143Cobre 2,38 3,175 2,54 1,524

Ferro fundidocinzento

3,175 a 6,35 4,76 - -

Chumbo - - 1,905 1,016Magnsio 4,0 4,0 a 4,176 2,032 1,27

Ferro malevel 3,175 - - -Ao 4,76 - - -

Estanho - - 1,524 0,762Ferro fundido

branco3,175 - - -

Zinco - - 1,143 0,38


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Com relao aos machos, a tabela seguinte serve como referncia para asdimenses mnimas dos orifcios (furos). s vezes, estes devem serpreferivelmente executados depois da pea pronta, ou quando sua localizao muito precisa em relao a outras superfcies da pea.

Processo de fundio: Dimetro em mm:

Areia

D=1/2 tD=dimetro do machot=espessura da seo

Obs: D no deve ser menor que 6,35mm

Molde metlico

D=1/2 tD=dimetro do machot=espessura da seo

Obs: D no deve ser menor que 6,35mm

Sob presso: ligas de cobre 4,76Sob presso: ligas de alumnio 2,38

Sob presso: ligas de zinco 0,79Sob presso: ligas de mangans 2,38

66..33.. TTrriinnccaass ddeeccoorrrreenntteess ddee ccoonnttrraaoo..

Os metais, ao solidificarem, sofrem determinadas variaes dimensionais.Na realidade, do estado lquido ao estado slido, trs contraes podem serverificadas:

Contrao lquida: correspondente ao abaixamento da temperatura at oincio da solidificao. Contrao de solidificao: correspondente variao de volume queocorre durante a mudana do estado lquido para o slido. Contrao slida: correspondente a variao de volume que ocorre j noestado slido, desde a temperatura do fim da solidificao at a temperaturaambiente.

A contrao expressa em porcentagem de volume. No caso dacontrao slida, a mesma expressa linearmente, para facilitar o projeto econferncia dos modelos. A contrao slida tambm pode variar de acordo coma liga considerada. No caso dos aos fundidos, a contrao linear devido variao de volume est entre 2,18% (aos de alto teor de carbono) e 2,47%(aos de baixo teor de carbono). No caso dos ferros fundidos, a contrao slidalinear pode variar de 1 a 1,5% (ferro fundido cinzento comum) e de 1,3 a 1,5%(ferro fundido nodular). Para o nquel e as ligas de cobre-nquel, os valores decontrao linear podem atingir valores entre 8 e 9%.

A contrao d origem a uma heterogeneidade conhecida por vazio ourechupe, ilustrada na figura abaixo. Inicialmente temos as seguintes fases:


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a) O metal est inteiramente no estado lquido.b) A solidificao tem incio a partir da periferia, onde a temperatura mais baixa,e caminha em direo ao centro.c) Parte da figura corresponde ao fim da solidificao.d) Parte da figura corresponde contrao slida.

A diferena entre os volumes no estado lquido e no estado slido final averdadeira causa do vazio ou rechupe (partes vistas em C e D da figura). A parteD d a entender tambm que a contrao slida ocasionou uma diminuio geraldas dimenses da pea solidificada. Estes vazios podem eventualmente estarlocalizados na parte interior da pea ou prximos superfcie, sendo invisveisexternamente. Tal problema pode ser eliminado mediante recursos adequados.No caso da fundio de um lingote, o artifcio adotado colocar sobre o topo dalingoteira uma pea postia feita de material refratrio, denominada cabeaquente ou massalote. A funo desta pea reter o calor por um perodo maiorde tempo (onde o massalote corresponde seo da pea que solidifica porltimo) e deixar que nele aparea a concentrao dos vazios. Tambm pode serutilizado um alimentador (canal), que serve como entrada para o metal lquido.Assim, as sees mais grossas alimentam as partes menos espessas, e oalimentador fica convenientemente suprido de excesso de metal, concentrando-senele os vazios tambm. Tanto o massalote quanto os canais de alimentao soposteriormente cortados da pea, quando desmoldada, limpa e rebarbada.

Alm desta anomalia, a contrao verificada na solidificao podeocasionar o aparecimento de trincas e o aparecimento de tenses residuais. Astenses residuais podem ser controladas por um adequado projeto da pea, e


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podem ser aliviadas por um tratamento trmico conhecido por TTAT (tratamentotrmico e alvio de tenses).

66..44.. CCoonncceennttrraaoo ddee iimmppuurreezzaass..

Algumas ligas metlicas contm impurezas normais, que se comportam demodo diferente, conforme a liga esteja no estado lquido ou no estado slido. Ocaso mais geral o das ligas de ferro-carbono, que contm impurezas como ofsforo, o enxofre, o mangans, o silcio e o prprio carbono. Quando estas ligasesto no estado lquido, as impurezas esto totalmente dissolvidas no banhometlico, formando um concentrado homogneo. Ao solidificar, algumas destasimpurezas so menos solveis no estado slido (como o caso do fsforo e doenxofre), e estes elementos vo acompanhando o metal lquido remanescente,indo acumular-se na ltima parte slida formada. A esta concentrao deimpurezas damos o nome de segregao. A segregao pode ocorrer tambmem peas laminadas e forjadas. Seu grande inconveniente que o material acabaapresentando composio qumica no uniforme, dependendo da seoconsiderada, e conseqentemente, propriedades mecnicas diferentes. Como aszonas segregadas localizam-se no interior das peas (onde as tenses so maisbaixas), sua ocorrncia pode ocasionar estruturas frgeis, devendo-se a todocusto, evitar que tais concentraes ocorram. Para isto, necessrio um controlerigoroso da composio qumica das ligas e um controle da velocidade deresfriamento.

66..55.. DDeesspprreennddiimmeennttoo ddee ggaasseess..

Este fenmeno ocorre principalmente no caso das ligas de ferro carbono. Ooxignio dissolvido no ferro tende a combinar com o carbono presente nesta liga,formando os gases CO e CO2, que escapam facilmente atmosfera, enquanto aliga estiver no estado lquido. medida que a viscosidade da massa lquida vaidiminuindo, e devido queda de temperatura, fica mais difcil a fuga destesgases, os quais acabam ficando retidos nas proximidades da superfcie daspeas, sob a forma de bolhas. Em aos de baixo teor de carbono (na forma delingotes a serem forjados ou laminados), tais bolhas no so prejudiciais, pois nastemperaturas de conformao mecnica (principalmente para fabricao dechapas), suas paredes sero comprimidas e soldadas. J nos aos de alto teor decarbono, as bolhas devem ser evitadas. Para isto, adiciona-se ao metal lquidosubstncias conhecidas como desoxidantes (ligas de ferro-silcio e ferro-mangans), ou alumnio. Outros gases (hidrognio e nitrognio) que tambmpodem ser liberados na solidificao dos aos, normalmente ficam dissolvidos nometal lquido, no acarretando demais problemas.

66..66.. CCoonniicciiddaaddee oouu nngguulloo ddee ssaaddaa ddoo mmooddeelloo..

Para que o modelo no fique retido na areia de moldagem, necessrioque exista uma inclinao aproximada de 3 em suas paredes, caso contrrio,pode haver quebras de partes do molde quando o mesmo for expulso. Do mesmomodo, se o modelo possuir rebaixos que no tenham sido projetados


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adequadamente, estes pontos serviro como reteno do modelo na areia.Nestes casos se faz necessrio o uso de caixas de macho apropriadas. Veja asfiguras.

66..77.. SSoobbrreemmeettaall..

Para usinagem posterior, o modelo deve apresentar sobremetal quandonecessrio. A tabela seguinte apresenta as recomendaes de margens deusinagem para diversas ligas, em funo das dimenses das peas. Obs: estesvalores so apenas ilustrativos, podendo variar conforme o padro industrialadotado.

Margens em mmLiga

Dimenses domodelo em cm Orifcio (furo) Superfcie

Ferro fundido

At 15,2De 15,2 a 30,5De 30,5 a 50,8De 50,8 a 91,4De 91,4 a 152,4

3,1753,1754,766,357,94

2,383,1754,04,764,76

Ao fundido

At 15,2De 15,2 a 30,5De 30,5 a 50,8De 50,8 a 91,4De 91,4 a 152,4

3,1756,356,357,147,94

3,1754,766,356,356,35

No-ferrosos

At 7,6De 7,6 a 20,3

De 20,3 a 30,5De 30,5 a 50,8De 50,8 a 91,4De 91,4 a 152,4

1,592,382,38

3,1753,1754,0

1,592,38

3,1753,1754,04,76


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66..88.. RReessiissttnncciiaa..

O molde deve apresentar as seguintes caractersticas: resistnciasuficiente para suportar o peso do metal lquido; resistncia para suportar a aoerosiva do metal lquido no momento do vazamento; gerar a menor quantidadepossvel de gs (evitando assim a eroso do molde e contaminao do metal) efacilitar a fuga de gases gerados para a atmosfera.

O recipiente do molde ou caixa de moldagem construdo em duas partes:caixa superior e caixa inferior. Entre estas partes fica inserido o modelo,devidamente fixo por meio de pinos e orelhas que servem de guia para perfeitacentragem.

66..99.. AAddeeqquuaaddaa llooccaalliizzaaoo ddooss mmaacchhooss..

O macho, no processo de moldagem, tem a funo de formar uma seocheia onde o metal no dever penetrar, de modo que depois de fundida, a peaapresente um vazio naquele ponto. A localizao dos machos dada em funodo tipo e da forma como a pea vai ser produzida (moldagem manual, moldagemem placas, moldagem mecnica). A figura seguinte ilustra um exemplo simples deuma pea j acabada e o papel do macho antes de sua fundio.


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66..1100.. CCoollooccaaoo ddee ccaannaaiiss ddee vvaazzaammeennttoo..

A figura seguinte mostra a disposio dos canais antes mencionados e anomenclatura utilizada. Observe que ocorre uma regio de estrangulamento nofinal do canal de descida. Ela tem a funo de diminuir a presso do metal lquidoquando este penetrar dentro do molde, permitindo um enchimento maishomogneo.

Agora que voc j possui noes de como feito o projeto de um modelo,voc ir conhecer um pouco mais sobre algumas particularidades do processo demoldagem.


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77.. MMoollddaaggeemm eemm aarreeiiaa sseeccaa..

Neste caso, a areia deve conter aditivos orgnicos para melhorar suascaractersticas. Sua secagem feita em estufas apropriadas, em temperaturasque variam entre 150 e 300 C. As vantagens dos moldes obtidos por esteprocesso so melhor resistncia presso do metal lquido, maior estabilidadedimensional, maior dureza, maior permeabilidade e melhor acabamento daspeas fundidas.

88.. MMoollddaaggeemm eemm aarreeiiaa pprreettaa..

o processo mais simples e mais generalizado das fundies. Consisteem compactar sobre o modelo (manualmente ou empregando mquinas demoldar), uma mistura refratria plstica (chamada areia de fundio), compostaessencialmente de areia silicosa, argila e gua.

A areia de fundio deve apresentar certas caractersticas que permitamuma moldagem fcil e segura. Dentre elas, podemos citar: plasticidade,consistncia, dureza, resistncia, permeabilidade e refratariedade. A areia defundio tem os seguintes componentes: areia sinttica, argila, carvo modo,dextrina (aglomerante orgnico), mogul (farinha gelatinizada) e breu um p. Aareia preparada num equipamento conhecido como misturador, onde oscomponentes secos so inicialmente misturados (durante um perodo de 2 a 3minutos), seguindo-se a mistura mida feita por adio, aos poucos, de gua, atsua completa homogenizao.

A areia, depois de usada, pode ser reaproveitada. Isto feito logo aps oprocesso de desmoldagem, onde ocorre o seu peneiramento, e a seguir levadanovamente ao misturador.

99.. PPrroocceessssoo CCOO22..

Processo utilizado para moldes e machos relativos a peas de qualquerdimenso. Neste processo, os moldes so do tipo convencional, feitos de areiaaglomerada com silicato de sdio (de 2,5 a 6% em peso). Depois decompactados, so submetidos a um tratamento com CO2, que consiste napassagem de uma corrente de gs atravs de sua seo. Ocorre uma reaoqumica entre o CO2 e o silicato de sdio, formando slica-gel, carbonato de sdioe gua. Esta reao propicia o endurecimento do molde num curto perodo detempo, no havendo necessidade de estufagem, alcanando assim, elevadaspropriedades de dureza e resistncia.


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1100.. FFuunnddiioo ssoobb pprreessssoo..

Consiste em forar o metal lquido, sob presso, a penetrar na cavidade domolde, chamado neste caso de matriz. A matriz feita de metal, e no em areiacomo antes, podendo ser utilizado assim por inmeras vezes.

Devido presso e a alta velocidade de enchimento da cavidade do molde,o processo possibilita a fabricao de peas com formas bastante complexas ecom paredes extremamente finas, caractersticas que no podem ser obtidas noprocesso convencional por gravidade. A matriz constituda por duas partes, queso hermeticamente fechadas no momento do vazamento do metal lquido. Elapode ser utilizada fria ou aquecida temperatura do metal lquido, tendo que serconstruda com materiais que suportem altas temperaturas. O metal bombeadona cavidade da matriz, onde sua quantidade deve ser tal que a preenchatotalmente, e preencha tambm os canais localizados em pontos estratgicospara evaso de ar. Durante o perodo necessrio a sua solidificao, mantidauma presso constante na matriz, com o objetivo de minimizar possveis defeitosdo processo. A seguir, a matriz aberta e a pea retirada, procedendo-se entoa limpeza e lubrificao da matriz para um novo ciclo. As vantagens desteprocesso so:

Produo de formas mais complexas se comparado fundio por gravidade.

Produo de peas com paredes mais finas e com faixas menores detolerncia dimensional.

Alta capacidade de produo.

Produo de peas praticamente acabadas.

Utilizao da mesma matriz para milhares de peas, sem variaessignificativas nas dimenses das peas produzidas.

Peas obtidas por este processo de fundio podem ser tratadassuperficialmente por revestimentos com um mnimo de preparo prvio de suassuperfcies.

Algumas ligas de alumnio podem apresentar maior resistncia mecnica secomparadas ao processo de fundio em areia.

As principais desvantagens do processo so:

As dimenses das peas so limitadas. Normalmente seu peso inferior a 5kg e raramente ultrapassa 25 kg.

Pode haver dificuldade de evaso do ar retido no interior da matriz, edependendo dos contornos das cavidades e dos canais, este ar pode provocarporosidades nas peas acabadas.


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Os equipamentos e acessrios utilizados so relativamente caros. Aviabilidade econmica s favorvel em casos de grandes volumes de produo.

O processo (com poucas excees) s empregado para ligas cujastemperaturas de fuso no sejam superiores as das ligas de cobre.

O princpio do processo est esquematizado na figura seguinte. Como sev, o metal lquido est contido num recipiente aquecido por uma fonte de calor.No seu interior, localiza-se um cilindro, ao longo do qual desliza um pisto. Ocilindro dotado de duas aberturas (a e b) por onde penetra o metal lquido,quando o pisto est levantado. O cilindro est ligado a um canal que levadiretamente matriz. Quando o pisto desce, este imprime fora ao metal nocilindro, atravs do canal, no interior das cavidades da matriz. O cilindro volta aser alimentado de lquido, quando o pisto reassume a posio inicial, e assimacontecem outros ciclos.

muito importante, na fundio sob presso, um projeto adequado damatriz e de todos os acessrios que constituem os sistemas de injeo, extraoe refrigerao das peas.

1111.. FFuunnddiioo ppoorr cceennttrriiffuuggaaoo..

O processo consiste em vazar o metal lquido num molde dotado demovimento rotativo, de modo que a fora centrfuga origine uma presso alm dagravidade, forando o metal lquido a ir de encontro s paredes do molde, ondeir solidificar. Um dos exemplos mais conhecidos de utilizao deste processo afabricao de tubos de ferro fundido. Estes tubos so muito utilizados em linhasde suprimento de gua.


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O processo acontece assim: a mquina tem um formato cilndrico, sendomontada sobre roletes, que permitem o movimento giratrio. O cilindro rodeadopor uma camisa de gua estacionria montada sobre rodas, permitindo que oconjunto tenha movimentos longitudinais. O metal lquido vazado no interior domolde, atravs de uma de suas extremidades, percorrendo uma calha alimentadapor uma panela de fundio. No incio da operao, a calha est localizada naextremidade oposta entrada do metal, quando iniciam os movimentos derotao, e vai percorrendo o interior do cilindro at alcanar a outra extremidadedo mesmo. Terminado o processo, a mquina parada e o tubo solidificado retirado por meio de tenazes.

1122.. FFuunnddiioo ddee pprreecciissoo..

o processo de fund

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